ג'ק הפוך

המונח דיגיטלי באלקטרוניקה מייצג את ייצור הנתונים, עיבודם או שמירתם בצורה של שתי מצבים. ניתן לייצג את שני המצבים כ- HIGH או LOW, חיובי או לא חיובי, מוגדר או מאופס שהוא בסופו של דבר בינארי. הגבוה הוא 1 ונמוך הוא 0 ומכאן הטכנולוגיה הדיגיטלית מתבטאת כסדרות של 0 ו -1. דוגמה היא 011010 שכל מונח מייצג מדינה אינדיבידואלית. לפיכך, תהליך תפס זה בחומרה נעשה באמצעות רכיבים מסוימים כמו תפס או כפכף, מרבב, דמולטפלקס, מקודדים, מפענחים וכו 'המכונים במשותף כמעגלי לוגיקה רצפים.

אז, נדבר על הכפכפים שנקראים גם תפסים. ניתן להבין את התפסים גם כ- Multivibrator Bistable כשני מצבים יציבים. באופן כללי, מעגלי תפס אלה יכולים להיות פעילים-גבוהים או פעילים-נמוכים והם יכולים להיות מופעלים על ידי אותות HIGH או LOW בהתאמה.

הסוגים הנפוצים של כפכפים הם,

1. כפכף RS (RESET-SET)
2. כפכף (נתונים)
3. כפכף JK (ג'ק קילבי)
4. כפכף (Toggle)

מתוך הסוגים הנ"ל רק כפכפי JK ו- D זמינים בצורת IC המשולבת ונמצאים בשימוש נרחב ברוב היישומים. כאן במאמר זה נדון בנושא JK Flip Flop.

כפכף JK:

השם JK כפכף נקרא על ידי הממציא ג'ק קילבי ממכשירי טקסס. בשל הרבגוניות שלה הם זמינים כחבילות IC. היישומים העיקריים של כפכף JK הם רושמי Shift, רושמי אחסון, דלפקים ומעגלי בקרה. למרות הכישורים הפשוטים של כפכף מסוג D, לכפכף JK יש אופי מתחלף. זה היה יתרון נוסף. מכאן שהם משמשים בעיקר בדלפקים ויצירת PWM וכו '. כאן אנו משתמשים בשערי NAND להדגמת הכפכף של JK

בכל פעם ששעון השעון נמוך, הקלט לעולם לא ישפיע על מצב הפלט. השעון צריך להיות גבוה כדי שהקלטים יהיו פעילים. לפיכך, כפכף JK הוא תפס דו-יציב מבוקר בו אות השעון הוא אות הבקרה. לפיכך, לפלט יש שני מצבים יציבים המבוססים על התשומות אשר נדונו להלן.

טבלת האמת של הכפכף JK:

שָׁעוֹן	קֶלֶט	תְפוּקָה
אִתחוּל	י	ק	ש	ש '
איקס	נָמוּך	איקס	איקס	0	1
גָבוֹהַ	גָבוֹהַ	0	0	ללא שינוי
גָבוֹהַ	גָבוֹהַ	0	1	0	1
גָבוֹהַ	גָבוֹהַ	1	0	1	0
גָבוֹהַ	גָבוֹהַ	1	1	לְמַתֵג
נָמוּך	גָבוֹהַ	איקס	איקס	ללא שינוי
גָבוֹהַ	גָבוֹהַ	איקס	איקס	ללא שינוי
גָבוֹהַ	גָבוֹהַ	איקס	איקס	ללא שינוי

J (ג'ק) ו- K (קילבי) הם מצבי הקלט לכפכף JK. ה- Q ו- Q 'מייצגים את מצבי הפלט של הכפכף. על פי הטבלה, בהתבסס על התשומות, הפלט משנה את מצבו. אבל, הדבר החשוב שיש לקחת בחשבון הוא שכל אלה יכולים להתרחש רק בנוכחות אות השעון. זה עובד כמו כפכף SR עבור התשומות החינמיות והיתרון הוא שיש לו פונקציית החלפה.

ייצוג של הכפכף JK באמצעות שערים לוגיים:

לפיכך, ניתן לנתח את השוואה בין שלושת טבלת האמת של שער ה- NAND של קלט ושני קלט ויישום הקלטים כפי שניתן בטבלת האמת של JK. ניתוח ההרכבה הנ"ל כמבנה דו-שלבי בהתחשב במצב הקודם (Q ') כ- 0

כאשר J = 1, K = 0 ו CLOCK = גבוה

פלט: Q = 1, Q '= 0. העבודה נכונה.

אִתחוּל:

סיכת RESET חייבת להיות פעילה HIGH. כל הסיכות יהפכו ללא פעילות לאחר LOW בסיכה RESET. לפיכך, סיכה זו נמשכת תמיד כלפי מעלה וניתן למשוך אותה למטה רק בעת הצורך.

חבילת IC:

ש	תפוקה אמיתית
ש '	פלט מחמאה
שָׁעוֹן	קלט שעון
י	קלט נתונים 1
ק	קלט נתונים 2
אִתחוּל	איפוס ישיר (מופעל נמוך)
GND	קרקע, אדמה
V CC	מתח אספקה

ה- IC המשמש הוא MC74HC73A (כפכף מסוג JK כפול עם RESET). זוהי חבילת 14 פינים המכילה 2 כפכפי אצבע נפרדים בפנים. למעלה מופיע תרשים הסיכות והתיאור המתאים של הסיכות.

רכיבים נדרשים:

1. IC MC74HC73A (כפכף JK כפול) - 1No.
2. LM7805 - 1 לא.
3. מתג מישוש - 4No.
4. סוללה 9V - 1No.
5. LED (ירוק - 1; אדום - 1)
6. נגדים (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
7. קרש לחם
8. חוטי חיבור

תרשים מעגל של הכפכף JK והסבר:

מקור הכוח ה- IC V _DD נע בין 0 ל + 7 וולט והנתונים זמינים בגיליון הנתונים. למטה תמונה זו מראה את זה. כמו כן השתמשנו בנורת LED בפלט, המקור הוגבל ל -5 וולט לשליטה במתח האספקה ​​ובמתח יציאת DC.

השתמשנו בווסת LM7805 להגבלת מתח LED.

הדגמה מעשית ועבודה של כפכף JK:

הכפתורים J (Data1), K (Data2), R (Reset), CLK (Clock) הם הכניסות לכפכף JK. שתי נוריות ה- Q ו- Q 'מייצגות את מצבי הפלט של הכפכף. סוללת 9 וולט משמשת ככניסה לווסת המתח LM7805. לפיכך, תפוקת ה 5 V המווסתת משמשת כ- Vcc ואספקת סיכה ל- IC. לפיכך, עבור קלט שונה ב- D ניתן לראות את הפלט המקביל דרך LED Q ו- Q '.

הסיכות J, K, CLK הן בדרך כלל משכו מטה R הסיכה עצר. לפיכך, מצב הקלט המוגדר כברירת מחדל יהיה נמוך בכל הפינים למעט R שהוא מצב הפעולה הרגיל. לפיכך, המצב הראשוני על פי טבלת האמת הוא כמוצג לעיל. Q = 1, Q '= 0. נוריות ה- LED המשמשות מוגבלות כיום באמצעות נגן 220 אוהם.

הערה: מכיוון שהשעון מופעל בקצה גבוה עד נמוך, יש ללחוץ לחיצה על שני כפתורי הקלט עד לשחרור כפתור השעון.

להלן תיארנו את המצבים השונים של JK Flip-Flop באמצעות מעגל לחם עם IC MC74HC73A. סרטון הדגמה ניתן גם להלן:

מדינה 1:

שעון– HIGH; J - 0; K - 1; R - 1; ש - 0; ש '- 1

עבור תשומות המדינה 1 זוהרות LED האדומות המציינות שה- Q 'הוא גבוה וה- LED הירוק מראה ש- Q הוא נמוך. ניתן לאמת את העבודה באמצעות טבלת האמת.

הערה: R כבר משוך למעלה ולכן אין צורך ללחוץ על הכפתור כדי להפוך אותו ל -1.

מצב 2: שעון - HIGH; J - 1; K - 0; R - 1; ש - 1; ש '- 0

עבור תשומות המדינה 2 הזוהר המוביל הירוק המציין ש- Q הוא גבוה וה- LED האדום מראה ש 'נמוך. ניתן לאמת את זה באמצעות טבלת האמת.

מצב 3: שעון - HIGH; J - 1; K - 1; R - 1; Q / Q '- החלף בין שתי מדינות

עבור כניסות המדינה 3 נוריות האדום והירוק זוהרות לחילופין לכל דופק שעון (קצה גבוה עד נמוך) המציין את פעולת ההחלפה. הפלט עובר מהמצב הקודם למצב אחר ותהליך זה נמשך לכל דופק שעון.

לדופק השעון הראשון עם J = K = 1

לדופק שעון שני עם J = K = 1

מצב 4: שעון - LOW; J - 0; K - 0; R - 0; ש - 0; ש '- 1

הערה: R כבר משוך למעלה ולכן עלינו ללחוץ על הכפתור כדי להפוך אותו ל -0.

פלט המדינה 4 מראה כי שינויי הקלט אינם משפיעים על מצב זה. הזוהר הוביל אדום פולט המציין ש- Q הוא גבוה וירוק הוביל מראה ש הוא נמוך. מצב זה יציב ונשאר שם עד שהשעון הבא והכניסה מוחלים עם RESET כ HIGH pulse.

מצב 5: המצבים הנותרים אינם במצבי שינוי במהלכם הפלט יהיה דומה למצב הפלט הקודם. השינויים אינם משפיעים על מצבי הפלט, באפשרותך לאמת באמצעות טבלת האמת לעיל.

העבודה המלאה וכל המדינות מוצגות גם בסרטון להלן.